TIL的免疫逃逸机制及其在乳腺癌的预后判断及治疗前景论文_张婧煜,蒋永新(通讯作者)

TIL的免疫逃逸机制及其在乳腺癌的预后判断及治疗前景论文_张婧煜,蒋永新(通讯作者)

(昆明医科大学第三附属医院<云南省肿瘤医院> 云南 昆明 650100)

【摘要】随着乳腺癌肿瘤免疫微环境研究的深入,肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)作为乳腺癌肿瘤免疫微环境中较为重要的一类免疫细胞,有大量临床调查显示高水平(大于50%)的TIL浸润与无复发生存期(RFS)和乳腺癌特异性存活率相关(BCSS),与低水平(<10%)的TIL相比RFS和BCSS分别提高了43%和44%,对临床预后具有较大的影响。本篇综述着重探讨TIL在肿瘤免疫微环境的免疫逃逸机制;TIL作为预后和预测性生物标志物存在的意义,以及靶向治疗在乳腺癌患者中的研究进展,为临床工作提供一定的参考。

【关键词】乳腺癌;肿瘤免疫微环境;肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)

【中图分类号】R737.9 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2018)02-0182-03

1.介绍

肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)是肿瘤免疫微环境的重要组成部分。目前将TIL主要分为5个亚类:(1)CD8+细胞毒性T细胞;(2)CD4+辅助性T细胞;(3)调节性T细胞(Treg);(4)B细胞;(5)自然杀伤细胞(NK细胞)。其中最受关注的是CD8+细胞毒性T细胞,在肿瘤免疫微环境中起抑制肿瘤细胞生长的作用,并可通过判断该细胞在肿瘤组织中的多少,对诸如乳腺癌(尤其是三阴性乳腺癌)、非小细胞肺癌(NSCLC)、结肠癌(CLC)、头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)的预后作出判断[1-5]。

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,据世界卫生组织调查,欧洲、北美等地区年发病率已高达70/10万。在我国近40%的乳腺癌患者被发现时已到中晚期,并且近年来呈逐年上升和年轻化的趋势[6,7]。

本文着重阐述TIL在肿瘤免疫微环境中免疫逃逸机制,同时探讨不同种类的TIL在乳腺癌中的重要性,介绍如何在临床实践中进行检测及TIL作为预测性生物标志物的意义;最后我们讨论靶向治疗在乳腺癌患者中的研究进展,并提出我们认为在靶向治疗方面未来研究较好的方向。

2.乳腺癌的肿瘤免疫微环境

肿瘤免疫微环境是肿瘤细胞和免疫细胞相互作用的重要场所,肿瘤细胞通过转化自身结构逃逸免疫监视,从而使肿瘤生长。由于免疫系统受到不完全的消除和抑制作用,使免疫功能的特性发生变化,不能监测到肿瘤细胞,甚至反过来促进肿瘤细胞生长,这一系列的反应过程被称为免疫编辑(immunoediting)。免疫编辑分为三个阶段:清除、平衡、逃逸。在清除阶段,早期肿瘤细胞被机体固有免疫和适应性免疫一起检测到并被清除;在平衡阶段,免疫细胞使肿瘤细胞处于功能休眠状态但并不能清除肿瘤细胞;在逃逸阶段,一些肿瘤细胞经历遗传和表观遗传变化,并且由于恒定的免疫压力,肿瘤细胞变体进化以抵抗免疫识别(抗原丢失或抗原呈递缺陷)并诱导免疫抑制(PD-L1),因此,在本阶段肿瘤细胞可逃避免疫识别(肿瘤抗原,MHC I类分子或共刺激分子的损失),表达增加的抗性(STAT-3),存活(抗凋亡分子bcl2)和免疫抑制(IDO,TDO,PD-L1,半乳凝素-1/3/9,CD39,CD73,腺苷受体),并分泌增强血管生成的细胞因子VEGF,TGF-b,IL-6[8,9]。

吲哚胺-2,3-双加氧酶(IDO)是一种细胞内含血红素酶,可在犬尿氨酸途径中导致色氨酸分解代谢[10]。研究表明,IDO可能通过下调Vav1蛋白表达和活化从而抑制T细胞免疫应答的作用[11]。Vav1,是Rac/Rho鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEF)和T细胞受体(TCR)信号传导的关键组分[12]。在TCR的作用下,Src和Syk家族激酶的信号转导被激活,使得Vav1活化,活化的Vav1通过激活钙通量和ERK-MAP激酶,NF-κB和NFAT途径来调节T细胞的发育和活化[13]。而GEF可以活性激活Rho/Rac GTP酶,从而启动整合素激活细胞骨架使T细胞形成免疫突触。IDO可能会通过Vav1/Rac途径,抑制Vav1 mRNA表达和激活Vav1及其下游靶点,如钙通量和ERK-MAP激酶,NF-κB和不依赖GEF的T细胞中IL-2的表达,抑制T细胞活性,以达到免疫逃逸的目的[14]。

肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs)通过分泌可溶性抗炎细胞因子抑制T细胞活性,促进肿瘤免疫逃逸,从而促进肿瘤细胞生长。TAM可衍生IL-10分子,进而抑制树突状细胞产生IL-12,最终抑制CD8+T细胞的功能,这样也促进肿瘤细胞增长[15]。TAM还可抑制L-精氨酸(T细胞代谢的主要成分),间接抑制T细胞的活性。通过IL-4,IL-10,IL-13和缺氧信号HIF-1α和存在于TME内的乳酸,TAMs可产生Arg1,一种控制L-精氨酸分解代谢的水解酶。Arg1可直接将L-精氨酸代谢为尿素和L-鸟氨酸;而缺乏L-精氨酸受体的T细胞接受刺激后,则不能重新表达CD3的ζ链,从而导致T细胞对肿瘤抗原的反应减弱,间接促进了肿瘤细胞的生长[16]。

3.TIL在临床预后中的价值

在评估H&E染色的组织切片时,TIL被分为基质间TIL和肿瘤内TILs,基质免疫细胞被认为是真正的肿瘤浸润细胞[17]。为更准确的区别肿瘤内的淋巴细胞,免疫组化(IHC)可以更容易的将淋巴细胞与上皮肿瘤细胞区分开,并可以利用不同淋巴细胞亚群的免疫组织化学标记(例如:CD3和CD8(T细胞),CD20(B细胞)和CD103(上皮内T细胞和树突状细胞)区分出不同淋巴细胞的亚群,对肿瘤微环境进行功能性的评估。

关于TIL的量化,目前为止对TIL浸润的评价还没有一个统一的标准,有研究团队将TIL分数定义为肿瘤内淋巴细胞浸润的区域与相邻基质区域的比值,并将分数分为低(10%),中间(10~50%)和高(50%),从四个候选值(1,10,30和50%)中选择了截止点(10%和50%),并且认为这种组合具有潜在的预后能力,并且速度快、容易实施[18]。

过去几年,多个研究团队就近万名乳腺癌患者癌组织中的TIL对预后存在的意义进行了评估,其结果几乎一致[5,19-22]。如Akira I. Hida团队就三阴性乳腺癌患者的病理切片中所含TIL高低,在不同环境下使用替代疗法的效用进行调查。团队发现,在辅助化疗中,TIL对三阴性乳腺癌(TNBC)患者具有预后判断的价值而对HER-2+的患者没有;相反,在新辅助化疗中,TIL对HER-2+的患者在手术后具有显著的预后判断的价值而对TNBC的患者没有统计学差异[22]。Hida AI团队首次发现了TIL对TNBC患者无复发生存(recurrence-free survival,RFS)和乳腺癌特异性存活(breast cancer-specific survival,BCSS)的影响。团队发现,在TNBC患者中高CD8+TIL组残留肿瘤和低CD8+TIL组残留肿瘤的5年RFS率分别为73%和30%,5年BCSS率分别为为86%和42%;CD8/FOXP3比值与RFS和BCSS也显着相关,高CD8/FOXP3比例和低CD8/FOXP3比例患者的5年RFS分别为72%和40%,5年BCSS率分别为77%和56%[1]。但在ER阳性HER2阴性的乳腺癌患者中,并没有发现TILs具有显着的预后价值[19]。

4.TIL与肿瘤的治疗

常规的癌症疗法,包括手术,放射和细胞毒性化学疗法,旨在根除恶性细胞。然而,肿瘤细胞不分离生长,并且有针对性的提高在肿瘤微环境中的辅助细胞才能得到有效的治疗结果[19]。这种治疗很大程度上取决于免疫系统的潜在活性,并在早期临床前和临床资料显示有较好的结果[21]。

Lawrence团队应用携带抗CD3 和抗HER2双特异性抗体(HER2Bi)的活化T细胞以过继治疗的方式输注给22名HER-2+的乳腺癌患者体内,行一期临床试验[23]。试验输注14.5周后,有13例疾病稳定,9例疾病成进展状态发展。所有患者的中位OS为36.2个月,HER-2(+++)患者为57.4个月,HER-2(-、+、++)患者为中位OS为27.4个月,且血清中Th1细胞因子和IL-12的表达水平增加并为进行II期试验提供了强有力的依据,为乳腺癌在过继治疗方面提供了新的有力的证据[23]。

针对临床中较为特殊的一种乳腺癌亚型即三阴性乳腺癌(TNBC),其临床治疗效果较差。有研究显示PD-L1在20%的三阴性乳腺癌(TNBCs)中表达[24]并且基础研究发现随着体内PD-L1的增多,可增加肿瘤发生和侵袭性,并使肿瘤细胞对特异性CD8+T细胞较不敏感[25],因此PD-L1作为免疫治疗靶点具有极大意义。在一项关于27例晚期TNBC患者的小型研究中,彭博罗珠单抗后的ORR为18.5%[26]在本研究中观察到彭博罗珠单抗D的作用与其他情况下PD-1阻断有关的毒素相似[27]。类似地,在21名转移性TNBC患者中,用阿替利珠单抗治疗的ORR初步评估为19%[28]。在168例乳腺癌患者的未选择队列中,抗PD-L1抗体阿曲单抗显示ORR仅为4.8%;大多数反应者是TNBC患者[28,29]。在这项研究中,在肿瘤免疫细胞中PD-L1阳性在治疗中的总体反应比免疫细胞中PD-L1阴性的患者好(12例中有4例,33.3%,124例中有3例,或2.4%);在TNBC患者中,PD-L1表达也与阿曲单抗的反应有关(9例中为4例,或44%为PD-L1阳性;对于PD-L1阴性患者的39例中仅1例,或2.0%)[29]。

5.展望

肿瘤的发展过程就是肿瘤细胞与免疫细胞相互识别、相互改造、相互制衡的过程。在肿瘤细胞的生长过程中还涉及到多种免疫细胞的相互作用从而形成肿瘤免疫微环境。如M2型巨噬细胞、髓源性抑制细胞(MDSC)、CD4+Th2细胞、FOXP3+T细胞等提供肿瘤细胞不断增殖的环境以及抑制其他免疫细胞对肿瘤细胞的作用;同时又有CD8+细胞毒性T胞、CD4+Th1细胞、自然杀伤细胞、M1型巨噬细胞、树突细胞等细胞抑制肿瘤细胞的生长。目前已有多项临床调查表明,不同类型的肿瘤免疫细胞与肿瘤的分期、转移、预后有着密切的关系,并且已有多项研究发现了多个具有意义的免疫治疗靶点。

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根据现有的研究发现,我们有充分的证据证明TIL不仅具有良好的指示预后、判断预后的作用,同时在免疫靶向治疗也具有可观的治疗前景,利用不同的治疗靶点,刺激抑制肿瘤生长的肿瘤免疫细胞的增殖或抑制肿瘤细胞的增殖甚至消退肿瘤,以达到抑制肿瘤生长的目的。但各个治疗靶点是否具有适用性和较大的负作用,仍然需要大量临床数据来说明,需经过长时间的考察方可证明。因此,进一步明确肿瘤微环境的免疫逃逸机制并研究针对性的治疗对策,在针对肿瘤进行免疫治疗的同时打破肿瘤微环境的免疫抑制状态,从而提高肿瘤免疫治疗的疗效及可发展性最为重要。

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论文作者:张婧煜,蒋永新(通讯作者)

论文发表刊物:《医药前沿》2018年1月第2期

论文发表时间:2018/2/28

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